Particella α

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particelle alfa

Le particelle alfa, raggi alfa o elioni sono una forma di radiazione corpuscolare altamente ionizzante e con un basso potere di penetrazione dovuto all'elevata sezione d'urto. Consistono di due protoni e due neutroni legati insieme dalla forza forte, si tratta quindi di nuclei 4He. Da un punto di vista chimico possono anche essere identificati con il simbolo 4He2+. Il decadimento beta è mediato dalla forza debole, mentre il decadimento alfa è mediato dalla forza forte.

Le particelle alfa sono tipicamente emesse da nuclidi radioattivi degli elementi pesanti, per esempio dagli isotopi dell'uranio, del torio, del radio, ecc., in un processo denominato decadimento alfa. A volte questo decadimento lascia i nuclei in uno stato eccitato, e conseguentemente l'eccesso di energia può essere rimosso con l'emissione di raggi gamma.

I raggi alfa, a causa della loro carica elettrica, interagiscono fortemente con la materia e quindi vengono facilmente assorbiti dai materiali e possono viaggiare solo per pochi centimetri nell'aria. Possono essere assorbiti dagli strati più esterni della pelle umana e così generalmente non sono pericolosi per la vita a meno che la sorgente non venga inalata o ingerita. In questo caso i danni sarebbero invece maggiori di quelli causati da qualsiasi altra radiazione ionizzante. Se il dosaggio fosse abbastanza elevato comparirebbero tutti i sintomi tipici dell'avvelenamento da radiazione.

Nel 1909 Ernest Rutherford con i suoi assistenti Hans Wilhelm Geiger e Ernest Marsden, sfruttò le proprietà delle particelle alfa per confermare i suoi studi sugli atomi. Egli misurò l'angolo con cui veniva riflesso un fascio di queste particelle da parte di una lamina d'oro sottile (spessa 0,00004 cm, contenente circa 1400 atomi) e trovò che solamente una piccola percentuale di queste particelle (1 su 20.000) veniva riflessa con un angolo maggiore di 90°. Erano queste le particelle che colpivano i nuclei, mentre le altre continuavano linearmente il loro spostamento: questo mostra come il raggio di un atomo (distanza nucleo-elettrone) sia 100 000 volte superiore del raggio del singolo nucleo (protoni e neutroni).

Questo esperimento cambiò la visione dell'atomo che si aveva all'epoca (Modello atomico a panettone o Modello di Thomson) nel nuovo modello detto, appunto, Modello atomico di Rutherford che, a sua volta, costituì la base per il modello proposto da Niels Bohr nel 1913 (Modello atomico di Bohr).

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